一种极化超结氧化镓器件结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种极化超结氧化镓器件结构及其制作方法。

背景技术

均匀沟道内的电场分布是提高Ga

(1)在栅极上形成的场板可以在一定程度上抑制电场集中，但很难完全消除；

(2)芯片制程中FP工艺较为复杂，会带来成本和生产效率方面的问题；

(3)栅极附近较强的电场使得该处面临的高产热现象更加严峻，而氧化镓材料极差的导热性能(导热系数约0.27W/(cm.K))导致器件的散热挑战进一步增加。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种极化超结氧化镓器件结构，至少能够解决背景技术中的一个问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种极化超结氧化镓器件结构，所述器件结构的沟道区制作有GaN/Al

作为一种优选的实施方式，该极化超结氧化镓器件结构还包括制作在Al

作为一种优选的实施方式，所述栅电极至少制作在Al

作为一种优选的实施方式，所述P型材料包括但不限于p-GaN、p型氧化物、p型金刚石。

作为一种优选的实施方式，该极化超结氧化镓器件结构还包括绝缘型衬底。

作为一种优选的实施方式，所述绝缘型衬底包括但不限于氧化镓衬底、SiC、Si、蓝宝石。

作为一种优选的实施方式，所述p型材料的高度与非故意掺杂GaN层高度一致。

作为一种优选的实施方式，所述Al

本发明的还提供了上述极化超结氧化镓器件结构的制备方法，包括以下步骤：

在绝缘型衬底上依次外延生长非故意掺杂β-Ga

在Al

在沟槽和斜面位置生长P型材料，去掉介质层，在源区制作源电极，在漏区制作漏电极，在Al

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益技术效果：

(1)本发明通过在沟道区形成GaN/Al

(2)刻蚀部分Al

(3)GaN材料的散热系数优于Ga

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种极化超结氧化镓器件结构的纵截面结构示意图；

图2为图1中器件关态时PSJ区的电场情况；

图3为本发明实施例提供的一种极化超结氧化镓器件结构的工艺流程图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1β-Ga

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，在本申请的描述中，幅图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的，贯穿说明书实施例的同样的幅图标记标识同样的结构。另外，出于理解和易于描述，幅图可能夸大了一些层、膜、面板、区域等厚度。另外，“在…上”是指将元件定位在另一元件上或者另一元件下方，但是本质上不是指根据重力方向定位在另一元件的上侧上。术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图1所示，一种极化超结氧化镓器件结构，该极化超结氧化镓器件结构与现有技术的主要不同之处在于，沟道区制作有GaN/Al

上述极化超结氧化镓器件结构，通过在沟道区形成GaN/Al

进一步，该器件结构还包括制作在Al

通过刻蚀部分Al

具体地，也即GaN层的宽度小于Al

可以理解的是，栅电极6可以同时制作在Al

在本发明中，P型材料包括但不限于p-GaN、p型氧化物、p型金刚石，优选的为p-GaN，与GaN层3没有晶格失配问题。

在本发明中，该结构还包括绝缘性衬底8，进一步，衬底8包括但不限于氧化镓衬底、SiC、Si、蓝宝石。

在本发明中，P型材料7的高度优选的为与非故意掺杂GaN层高度一致。

进一步的，还可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)对Al

本发明中，β-Ga

本发明还提供了上述极化超结氧化镓器件结构的制备方法，包括以下步骤：

在绝缘型衬底8上依次外延生长非故意掺杂β-Ga

在Al

在沟槽和斜面位置生长P型材料7，去掉介质层，在源区制作源电极，在漏区制作漏电极，在Al

下面以一个具体的实施案例的制备工艺对本发明进行进一步的详细说明，流程工艺参见图3，具体如下：

(1)在β相绝缘型氧化镓衬底上采用氢化物气相外延(HVPE)生长一层非故意掺杂氧化镓外延层，该非故意掺杂氧化镓外延层作为沟道层；

(2)在非故意掺杂氧化镓外延层上采用HVPE或金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长Al

(3)在Al

(4)使用化学气相沉积(CVD)在Al

(5)在刻蚀区域生长p-GaN材料，Al

(6)源、漏金属沉积，金属剥离及欧姆退火，形成源电极和漏电极，栅金属沉积，剥离，形成栅电极。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。